Nie je žiadnym tajomstvom, že americké autá sa pýšia silnými motormi. Ich sila však nespočíva vo výkone, ale v ich objeme. Veď v histórii zámorských motorizácií boli časy, keď 5,5-litrové motory patrili medzi tie menšie (small blocks). Prečo teda napriek obrovskému zdvihovému objemu nepatria medzi najvýkonnejšie pohonné jednotky?

Odkud se v USA vzal trend obrovských motorů?

Na amerických cestách 90. let byly motory s objemem kolem čtyř litrů stejně oblíbené jako přibližně dvoulitrové jednotky v Evropě. Přispělo k tomu mnoho faktorů, ale není možné popsat všechny, a proto se zaměříme na ty nejdůležitější.

Za prvé bychom měli původ tohoto jevu hledat v historii. Zatímco válkou zničená Evropa byla nucena vynakládat obrovské částky na obnovu a občané sotva vystačili s penězi, ve Spojených státech amerických začínal zlatý věk. USA se staly světovým výrobcem mnoha druhů zboží díky tomu, že továrny v Evropě byly během války zničeny. To mělo za následek vysoké mzdy i pro dělníky z nejnižších sociálních tříd, kteří si chtěli kupovat co největší auta s co největšími motory. Když svět obnovil své výrobní kapacity a mzdy výrobních dělníků přestaly růst, jejich automobilový vkus se nezměnil a stále očekávali velká auta.

Velké motory si svou oblibu udržely i později, navzdory palivové krizi a postupnému zavádění ekologických opatření. Velký vliv mělo zdanění. Konkrétně totiž automobily v USA nebyly a nejsou zdaňovány na základě zdvihového objemu motoru. V USA se daň odvíjí od průměrného dojezdu automobilu na jeden galon (3,79 l) paliva. Díky této legislativě se výrobci nesoustředili na výrobu malých a výkonných motorů, ale zaměřili se na snížení množství spalovaného paliva.

Velké motory – malý výkon

Výkon mohutných motorů zpoza velké louže je mezi evropskými automobilovými nadšenci často důvodem k vtipkování. Vždyť například evropský Ford Mondeo s motorem 2.0 DOHC dosahoval v 90. letech výkonu 138 koní, což činilo 69 koní na litr objemu, zatímco jeden z nejoblíbenějších vozů Ford 90. let v USA, Ford Explorer, se svým čtyřlitrovým motorem dosahoval výkonu jen 160 koní, což činilo rovných 40 koní na litr objemu. A co spotřeba paliva? Podle údajů výrobce spaloval Ford Mondeo v kombinovaném cyklu 8,1 litru na 100 km, zatímco Ford Explorer potřeboval k ujetí stejné vzdálenosti 13,2 litru. V čem tedy spočívají výhody velkých amerických motorů?

Abychom tomu přišli na kloub, je třeba se zabývat nejprve zeměpisným aspektem. Spojené státy jsou velkou zemí, kde je všechno daleko. Americká města nemají úzké a klikaté ulice a parkovací místa jsou přizpůsobena velkým strojům. Tamní konstruktéři proto nemuseli vyvíjet malé městské vozy, ale soustředili se na silniční křižníky, u nichž stovky kilometrů ujetých dálniční rychlostí nepředstavují problém. Z tohoto důvodu se také konstrukce motorů liší od evropských nebo asijských pohonných jednotek.

Zastaralé OHV – král spolehlivosti

Motory s rozvodem OHV byly postupně vytlačeny motory s jedním nebo dvěma vačkovými hřídeli v hlavě, a to z důvodu velkého důrazu na downsizing v Evropě. V USA jsou naopak právě tyto motory považovány za nezničitelné pohonné jednotky. Proč?

Velké motory s vačkovou hřídelí v bloku poskytují vysoký točivý moment již od nejnižších otáček, takže výkonné cestovní “koráby“ plynule akcelerují na požadovanou dálniční rychlost, zatímco sportovní automobily po sešlápnutí plynového pedálu trhají asfalt zpod kol. Velmi podstatné je, že v obou typech vozů se používaly téměř stejné motory. I dnes má F-150, výkonný Pick-Up ze stáje Ford, společné motory se sportovním Fordem Mustang. Tímto způsobem se snižují náklady na konstrukci nových motorů a snižuje se prodejní cena těchto vozů. Výhodou používání motorů této konstrukce jsou také nízké náklady na údržbu a výrobu. Motory OHV mají mnohem jednodušší ventilový rozvod. V důsledku toho nevyžadují díly, jejichž výroba je nákladná. Kromě toho jednoduchá konstrukce těchto motorů minimalizuje náklady na opravy, které se vyskytují méně často než u motorů s hřídeli v hlavě.

„Zajímavým příkladem pokračování tradice velkých a spolehlivých amerických motorů je nejnovější osmiválec 7,3 l Godzilla od Fordu. Kromě běžných vozidel se montuje do všech druhů veřejných užitkových vozidel. Jedná se o typickou konstrukci s rozvodem OHV. Konstruktéři Fordu deklarují minimální nájezd motoru 1 milion km,“ uvedl Adam Kamińśki, diagnostik amerických automobilů.

Proč velké motory s rozvodem OHV generují malý výkon?

Odpověď na tuto otázku pravděpodobně nikoho nepřekvapí. Nízký výkon je způsoben použitím tohoto, a nikoliv jiného ventilového rozvodu. Motory v amerických vozech mají vzhledem ke své konstrukci mnohem nižší maximální otáčky. Například motor 6,2 l z vozu Chevrolet Corvette z roku 2008 má maximální otáčky nastaveny na 6600 a dosahuje výkonu 436 k, zatímco motor 4,0 z BMW M3 točí až 8400 otáček a dosahuje výkonu 414 k. Důvodem této situace je vyšší hmotnost dílů ventilového rozvodu, pomineme-li problematiku jeho pohonu. Motory s rozvodem OHV mají jedinou těžkou vačkovou hřídel, která je spojena s ventily prostřednictvím zdvihacích tyček a zdvihátek, zatímco motory s hřídeli v hlavě mají téměř přímé spojení s ventily.

Druhým důvodem nižšího výkonu tohoto typu motoru je nemožnost použít technologii změny fází rozvodu, která se běžně používá u moderních motorů DOHC. K tomu se přidává otázka počtu ventilů na válec. Motory OHV vzhledem ke své konstrukci nepoužívají čtyřventilový systém. To způsobuje, že při vyšších otáčkách motoru mají nedostatečný průtok plynů, což výrazně omezuje jejich potenciál.

Dalším aspektem ovlivňujícím výkon amerických motorů je otázka symetrie spalovacího prostoru, respektive její absence. Uspořádání dvou ventilů a zapalovací svíčky je dáno typem ventilového rozvodu. Takto uspořádané komponenty, a nikoliv jinak, vytvářejí při vyšších kompresních poměrech riziko klepání motoru. Proto mají pohonné jednotky vyrobené v USA nižší kompresní poměr než motory z Evropy nebo Asie. To je však zároveň i výhoda. Motory s nižším kompresním poměrem jsou méně přetěžovány, což má pozitivní vliv na jejich životnost.

„Ve druhé polovině 70. let byly v USA zavedeny nové emisní normy, které kladly značný důraz na snížení emisí oxidů dusíku (NOx). U spalovacích motorů závisí množství produkovaných NOx na maximální teplotě. S rostoucím tlakem roste i teplota podle rovnice pro dokonalý plyn PV = nRT. Maximální tlak vyskytující se ve spalovací komoře souvisí především s výkonem generovaným z obsahu. Proto je pro snížení produkce NOx nejjednodušším řešením snížení výkonu generovaného motorem na litr jeho objemu. Toho se dosáhne například snížením kompresního poměru, zkrácením doby otevření ventilů, snížením zdvihu ventilů nebo přidáním dalšího omezení v sání nebo výfuku. Velmi dobrým příkladem tohoto jevu je motor V8 OHV o objemu 8,2 l, který se nachází například v modelu Cadillac Eldorado. Tento model měl před zavedením nových emisních norem výkon 340 k, po jejich zavedení při zachování stejného objemu pouze 192 k,“ říká Adam Kamińśki.

Na základě analogie se světem sportu lze říci, že evropské automobily jsou sprinteři a americký automobilismus je založen na maratonských běžcích. Se současným technologickým vývojem už výběr motoru není o rozhodování, která technologie je lepší. Obě mají jasné výhody i nevýhody. Zákazníci se nyní rozhodují čistě na základě vlastního přesvědčení a sympatií.